三相雙凸極無刷直流電機的控制方法和驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于磁阻類同步電機驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及了 =相雙凸極無刷直流電機 的控制方法和驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙凸極電機是一類新穎的變磁阻電機，定轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子上無繞組和永 磁體，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，運行可靠，維護容易等優(yōu)點，在航空高速電機及地面低成本 高效電機領(lǐng)域有重要應用價值。根據(jù)勵磁方式的不同可W分為永磁式雙凸極電機、電勵磁 式雙凸極電機和混合勵磁雙凸極電機。永磁雙式凸極電機是在電機定子上放置永磁體，實 現(xiàn)電機的勵磁，突出優(yōu)點是效率高。電勵磁式雙凸極電機是在定子上放置一組專口的勵磁 繞組，實現(xiàn)電機外部獨立勵磁，突出優(yōu)點是勵磁大小和方向易于調(diào)節(jié)，有利于擴大電機的調(diào) 速范圍。混合勵磁雙凸極電機旨在從功率/轉(zhuǎn)矩密度、效率W及調(diào)速范圍等方面綜合上述 兩種雙凸極電機的優(yōu)點。雙凸極電機的電樞繞組通常采用集中式繞組，W提高導線的利用 率。其相數(shù)一般有=相、四相、五相等，目前應用最多的是=相雙凸極電機，它的功率變換器 成本相對較低。
[0003] 雙凸極電機反電勢波形非正弦，具有高階非線性、參數(shù)強禪合的特點，作為電動機 運行時，其控制難度較大，控制系統(tǒng)性能提升對于充分發(fā)揮該類電機高可靠和高效能的優(yōu) 點至關(guān)重要。一直W來，雙凸極電機電動運行控制都是借鑒永磁無刷直流電機的控制方法， 主要有W下控制方法；1、=相=狀態(tài)標準角控制方法，即在一個電周期內(nèi)，完成=次電樞電 流的換相，換相發(fā)生在相電感的最大值處。該控制方法實現(xiàn)簡單，但效果很差，電機功率出 不來，且轉(zhuǎn)矩脈動大；2、=相=狀態(tài)提前角控制方法，即在一個電周期內(nèi)，依然是=次電樞 電流的換相，但換相點不是相電感的最大值處，而是相對提前，該樣電機性能有所提高，但 機械特性比較軟；3、=相六狀態(tài)控制方法，使得性能進一步提升，并且轉(zhuǎn)矩脈動也相應減 小。但是，雙凸極電機本質(zhì)上是磁阻類電機，與矩形波永磁無刷直流電機運行特性有很大差 另IJ，上述傳統(tǒng)控制方法難W充分發(fā)揮該類電機的轉(zhuǎn)矩和功率輸出能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述【背景技術(shù)】提出的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供=相雙凸極無刷直流電 機的控制方法和驅(qū)動系統(tǒng)，提高雙凸極直流電機的輸出功率和工作效率。
[0005] 為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0006] =相雙凸極無刷直流電機的控制方法，所述=相雙凸極無刷直流電機的功率變換 器采用=相全橋逆變器，=相雙凸極無刷直流電機的A相、B相、C相電樞繞組分別對應連 接到所述S相全橋逆變器的S相橋臂的中點，A相、B相、C相電樞繞組之間采用星型連接。 在本控制方法中，將換相位置提前標準換相位置一個電角度a，該電角度a稱為提前換相 角，將相電流開通位置提前標準相電流開通位置一個電角度0，該電角度0稱為提前開通 角，將相電流關(guān)斷位置滯后標準相電流關(guān)斷位置一個電角度丫，該電角度丫稱為滯后關(guān)斷 角；定義勵磁電流從電源流向勵磁繞組為勵磁電流的正方向，反之為勵磁電流的反方向，定 義轉(zhuǎn)子逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)為正方向，反之為反方向；根據(jù)勵磁電流的方向、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向、 提前換相角a、提前開通角0和滯后關(guān)斷角丫，得到四組控制邏輯，每組控制邏輯下包含 九種開關(guān)管的導通模態(tài)：
[0007]第一組控制邏輯；勵磁電流的方向為正方向，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向為正方向，則，
[000引 （1)當轉(zhuǎn)子從電角度（0。-a+丫）運動到（120° -a-p)，則A相橋臂的上開關(guān) 管開通，B相橋臂的下開關(guān)管開通；
[0009] (2)當轉(zhuǎn)子從電角度（120。-a-P)運動到（120。-a),則A相橋臂的上開關(guān)管 開通，B相橋臂的下開關(guān)管開通，C相橋臂的下開關(guān)管開通；
[0010] (3)當轉(zhuǎn)子從電角度（120。-a)運動到（120。-a+丫），則A相橋臂的上開關(guān)管 開通，B相橋臂的上開關(guān)管開通，C相橋臂的下開關(guān)管開通；
[0011] (4)當轉(zhuǎn)子從電角度（120。-a+丫）運動到（240。-a-p)，則B相橋臂的上開 關(guān)管開通，C相橋臂的下開關(guān)管開通；
[0012] (5)當轉(zhuǎn)子從電角度（240° -a-P)運動到（240° -a),則A相橋臂的下開關(guān)管 開通，B相橋臂的上開關(guān)管開通，C相橋臂的下開關(guān)管開通；
[0013] 做當轉(zhuǎn)子從電角度（240° -a)運動到（240°-a+丫），則A相橋臂的下開關(guān)管 開通，B相橋臂的上開關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0014] (7)當轉(zhuǎn)子從電角度（240。-a+丫）運動到（360。-a-p)，則A相橋臂的下開 關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0015] 做當轉(zhuǎn)子從電角度（360° -a-P)運動到（360° -a),則A相橋臂的下開關(guān)管 開通，B相橋臂的下開關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0016] (9)當轉(zhuǎn)子從電角度（360。-a)運動到（360。-a+丫），則A相橋臂的上開關(guān)管 開通，B相橋臂的下開關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0017] 第二組控制邏輯；勵磁電流的方向為正方向，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向為反方向，則，
[001引 （1)當轉(zhuǎn)子從電角度（0。-a+丫）運動到（120° -a-p)，則A相橋臂的上開關(guān) 管開通，C相橋臂的下開關(guān)管開通；
[0019] (2)當轉(zhuǎn)子從電角度（120。-a-P)運動到（120。-a),則A相橋臂的上開關(guān)管 開通，B相橋臂的下開關(guān)管開通，C相橋臂的下開關(guān)管開通；
[0020] (3)當轉(zhuǎn)子從電角度（120。-a)運動到（120。-a+丫），則A相橋臂的上開關(guān)管 開通，B相橋臂的下開關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0021] (4)當轉(zhuǎn)子從電角度（120。-a+丫）運動到（240。-a-6)，則B相橋臂的下開 關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0022] (5)當轉(zhuǎn)子從電角度（240。-a-P)運動到（240。-a),則A相橋臂的下開關(guān)管 開通，B相橋臂的下開關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0023] 做當轉(zhuǎn)子從電角度（240。-a)運動到（240。-a+丫），則A相橋臂的下開關(guān)管 開通，B相橋臂的上開關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0024] (7)當轉(zhuǎn)子從電角度（240。-a+丫）運動到（360。-a-6)，則A相橋臂的下開 關(guān)管開通，B相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0025] 做當轉(zhuǎn)子從電角度（360。-a-P)運動到（360。-a),則A相橋臂的下開關(guān)管 開通，B相橋臂的上開關(guān)管開通，C相橋臂的下開關(guān)管開通；
[0026] (9)當轉(zhuǎn)子從電角度（360。-a)運動到（360。-a+丫），則A相橋臂的上開關(guān)管 開通，B相橋臂的上開關(guān)管開通，C相橋臂的下開關(guān)管開通；
[0027] 第S組控制邏輯；勵磁電流的方向為反方向，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向為正方向，則，
[002引 （1)當轉(zhuǎn)子從電角度（0。-a+丫）運動到（120° -a-p)，則A相橋臂的下開關(guān) 管開通，B相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0029] (2)當轉(zhuǎn)子從電角度（120。-a-P)運動到（120。-a),則A相橋臂的下開關(guān)管 開通，B相橋臂的上開關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0030] (3)當轉(zhuǎn)子從電角度（120。-a)運動到（120。-a+丫），則A相橋臂的下開關(guān)管 開通，B相橋臂的下開關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0031] (4)當轉(zhuǎn)子從電角度（120。-a+丫）運動到（240。-a-6)，則B相橋臂的下開 關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0032] (5)當轉(zhuǎn)子從電角度（240。-a-P)運動到（240。-a),則A相橋臂的上開關(guān)管 開通，B相橋臂的下開關(guān)管開通，C相橋臂的上開關(guān)管開通；
[0033] 做當轉(zhuǎn)子從電角度（240。-a)運動到（240。-a+丫），則A相橋臂的上開關(guān)管 開通，B相橋臂的下開關(guān)管開通，C相橋臂的下開關(guān)管開通；
[0034] (7)當轉(zhuǎn)子從電角度（240。-a+丫）運動到（360。-a-6)，則A相橋臂的上開 關(guān)